Étude de cas sur les antennes agricoles : Bonnes pratiques pour la mise en œuvre de la conduite autonome Beidou pour les machines agricoles

I. Contexte client

Notre client est une entreprise pionnière, fortement impliquée dans les technologies agricoles et spécialisée dans la conduite autonome Beidou pour les machines agricoles. Elle s'engage à exploiter la technologie avancée de navigation et de positionnement par satellite Beidou pour révolutionner la production agricole, en aidant les agriculteurs à réaliser des semis, des fertilisations et une irrigation de précision, et en faisant évoluer l'exploitation des machines agricoles vers des opérations sans conducteur et intelligentes.

II. Exigences du client

Pour le développement d'un système de conduite autonome Beidou destiné aux machines agricoles, le client avait des exigences strictes concernant les antennes. Les machines agricoles évoluent dans des environnements complexes, et les signaux sont sensibles à diverses interférences, telles que les lignes à haute tension et les gros équipements d'irrigation métalliques entourant les terres agricoles. Par conséquent, une antenne offrant une réception stable du signal satellite et une forte résistance aux interférences était indispensable. De plus, étant donné la diversité des terrains et des climats dans lesquels les machines agricoles opèrent, des plaines aux zones montagneuses, et par des températures allant de la canicule au froid extrême, l'antenne devait pouvoir résister à ces conditions difficiles et maintenir des performances stables. Enfin, un positionnement de haute précision est fondamental pour une agriculture de précision, ce qui exige des antennes compatibles avec plusieurs fréquences et modes afin d'obtenir des données de positionnement satellite plus précises et de minimiser les erreurs de fonctionnement.

III. Solution : Antenne de levé GNSS

En fonction des besoins du client, nous avons fourni l'antenne de topographie GNSS de www.toxulink.com. Cette antenne offre les avantages significatifs suivants, parfaitement adaptés au contexte professionnel du client.

Compatibilité multifréquence et multimode : L’antenne peut recevoir simultanément les signaux des principaux systèmes satellitaires mondiaux, notamment Beidou, GPS et GLONASS, et prend en charge plusieurs bandes de fréquences, telles que L1, L2 et L5. Cette caractéristique améliore considérablement la stabilité et la disponibilité du signal dans les environnements complexes. Les signaux provenant de différents systèmes satellitaires et bandes de fréquences se complètent, garantissant un signal suffisant pour les calculs de positionnement, même en cas de blocage ou d’interférence de certains signaux. Ceci assure un positionnement continu et stable pour les engins agricoles autonomes. Par exemple, lors d’opérations en zones montagneuses, le terrain accidenté peut fréquemment bloquer les signaux d’un seul système satellitaire. Cependant, l’antenne topographique GNSS multifréquence et multimode peut basculer rapidement vers d’autres signaux disponibles, maintenant ainsi un positionnement précis et continu.

Conception anti-interférences performante : utilisation d’algorithmes de filtrage avancés et de structures de blindage. Un circuit de filtrage soigneusement conçu élimine efficacement les signaux d’interférences électromagnétiques externes, tels que le bruit électromagnétique provenant des lignes électriques à haute tension voisines. De plus, une structure de blindage spéciale réduit l’impact des trajets multiples. Les trajets multiples se produisent lorsque les signaux satellites sont réfléchis plusieurs fois avant d’être reçus par l’antenne, ce qui augmente les erreurs de positionnement. La structure de blindage de l’antenne réduit l’intensité de ces signaux réfléchis, permettant à l’antenne de recevoir principalement les signaux directs du satellite et d’améliorer considérablement la précision du positionnement. Dans les environnements agricoles réels, les structures d’irrigation métalliques et les bâtiments environnants peuvent générer des signaux réfléchis. La conception anti-trajets multiples de l’antenne GNSS garantit que les machines agricoles peuvent suivre avec précision leur trajectoire prédéfinie, même dans ces conditions.

Haute stabilité en environnements difficiles : L'antenne répond aux normes IP67/69 et supérieures en matière de résistance à l'eau et à la poussière, la protégeant totalement des infiltrations de poussière et assurant un fonctionnement optimal même immergée à une certaine profondeur. Elle fonctionne de manière stable aussi bien dans les rizières sous des pluies torrentielles que sur les terres agricoles sèches et poussiéreuses. Sa large plage de températures de fonctionnement lui permet de s'adapter à des températures extrêmes allant de -30 °C à 70 °C. Les hivers rigoureux du nord n'altèrent en rien ses performances, pas plus que les fortes chaleurs des étés caniculaires du sud, qui n'affectent pas la réception du signal. De plus, sa fabrication à partir de matériaux durables offre une excellente résistance aux vibrations et au vieillissement. Les fortes vibrations générées par les machines agricoles circulant sur des terrains accidentés ne l'endommagent pas, et une utilisation prolongée en extérieur n'affecte pas ses performances du fait du vieillissement, garantissant ainsi un fonctionnement stable et durable.

Capacité de positionnement de haute précision : Grâce à la technologie RTK (cinématique en temps réel), l’antenne atteint une précision de positionnement centimétrique, avec une précision horizontale ≤ 5 cm et une précision verticale ≤ 10 cm, répondant ainsi aux exigences strictes de positionnement de haute précision des applications agricoles. Lors des semis, elle permet un contrôle précis de l’espacement entre les rangs, garantissant une distribution uniforme des semences, favorisant la croissance et le développement des cultures et augmentant les rendements. Lors des opérations de fertilisation et d’irrigation, le positionnement de haute précision assure un fonctionnement précis des machines agricoles en fonction de la fertilité du sol et des besoins en eau des cultures, évitant le gaspillage des ressources et améliorant l’efficacité opérationnelle.

IV. Résultats de l'application

L'efficacité opérationnelle a été considérablement améliorée : grâce au système de conduite autonome Beidou pour machines agricoles, équipé d'une antenne de levé GNSS, la surface de travail journalière moyenne des machines agricoles a augmenté de 40 %. Par exemple, un tracteur pourrait cultiver 10 mu (environ 16 acres) par jour en conduite manuelle traditionnelle, tandis qu'avec le système de conduite autonome, il peut en cultiver 14 mu (environ 16 acres) par jour. Cette amélioration est principalement due au positionnement précis et au fonctionnement automatisé, qui permettent aux machines agricoles de suivre en continu le trajet optimal, réduisant ainsi les pertes de temps liées aux erreurs manuelles et aux changements de direction fréquents.

Les coûts ont été considérablement réduits : une utilisation précise limite le gaspillage des ressources. La fertilisation et l’irrigation de précision, adaptées aux besoins du sol et des cultures, réduisent l’utilisation de pesticides et d’eau d’environ 30 % par rapport aux méthodes traditionnelles. De plus, les coûts de main-d’œuvre ont été considérablement réduits. L’automatisation des opérations agricoles a éliminé le besoin d’une intervention humaine importante, réduisant ainsi les coûts de main-d’œuvre de 30 % à 60 %.